Ecodesign: elementi teorici e applicativi secondo le direttive comunitarie

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1 Università degli Studi di Pavia Facoltà di Ingegneria Dipartimento di Informatica e Sistemistica Ecodesign: elementi teorici e applicativi secondo le direttive comunitarie RELATORE: Prof. Alberto Bettanti TESI DI LAUREA di Stefano Ferrari Anno Accademico 2004/2005

2 Ai miei genitori - 2 -

3 Un ringraziamento particolare al mio relatore, il Prof. Alberto Bettanti, per la sua disponibilità, per l opportunità concessami di ampliare le mie conoscenze e per aver reso piacevole il lavoro insieme. Desidero ringraziare i miei genitori, Luigi e Giuseppina, per avermi dato la possibilità di studiare e per aver sempre avuto fiducia nelle mie capacità, incoraggiandomi in ogni occasione e sostenendo ogni mia decisione. Desidero ringraziare Veronica, mia sorella, per avermi aiutato a maturare, facendomi riflettere sui miei errori e per essermi sempre stata accanto. Desidero ringraziare Patrizia, la mia fidanzata, per avermi appoggiato nelle decisioni importanti e per avermi dato conforto nei momenti di difficoltà, offrendomi sempre il suo aiuto. Desidero ringraziare tutti i miei amici, compagni e colleghi che mi hanno sopportato in questi anni e hanno condiviso con me molte esperienze piacevoli. Desidero infine ringraziare tutti coloro che hanno creduto in me ed hanno contribuito al mio successo, ma anche coloro che opponendosi al mio percorso mi hanno aiutato a crescere

4 Noi non riceviamo in eredità la terra dai nostri padri, ma la prendiamo in prestito dai nostri figli La geniale invenzione nasce sempre dall'uomo isolato, ma solo l'opera tenace di pazienti ricercatori con mezzi larghi e adatti può efficacemente svilupparla e utilizzarla Benito Mussolini Alcuni uomini vedono le cose per quello che sono state e ne spiegano il perchè. Io sogno cose che ancora devono venire e dico, perchè no John Fitzgerald Kennedy In assenza di pianificazione, la legge della giungla prevarrebbe John Fitzgerald Kennedy Una volta deciso che la cosa può e deve essere fatta, bisogna solo trovare il modo Abraham Lincoln Anche quando avremo messo a posto tutte le regole, ne mancherà sempre una: quella che dall'interno della sua coscienza fa obbligo a ogni cittadino di regolarsi secondo le regole Indro Montanelli - 4 -

5 Indice Introduzione Pag. 7 Capitolo I Il significato di ecodesign Pag Cos è l ecodesign Pag Progettare nel rispetto dell ambiente: Life Cycle Design Pag. 12 Capitolo II Il ciclo di vita di un prodotto Pag Strumenti di progettazione Pag Strategie, Strumenti e Metodologie per l ecodesign Pag Principi base della progettazione ecologica Pag Progettare l efficienza energetica Pag Gestione dei residui di lavorazione Pag La scelta dei materiali Pag La dismissione dei prodotti industriali Pag Progettare per il riciclo (Design for Recycling) Pag Progettare per il disassemblaggio e il recupero (Design for Disassembly / Recovery) Pag Progettare la rifabbricazione del prodotto (Design for remanufacturing) Pag Strumenti di analisi Pag

6 Capitolo III Le normative Pag Perché concentrarsi sul settore elettronico ed elettrico Pag Il punto di partenza dell ecodesign: rispetto della normativa Pag Direttiva EUP Pag Direttiva RAEE Pag Direttiva RoHS Pag Il Reach Pag L ecolabel Pag Modellizzazione e confronto tra le normative Pag Interconnessioni tra sistemi di gestione ambientali e ecodesign Pag L EMAS e lo Standard ISO Pag. 56 Capitolo IV Eup: analisi della normativa Pag Aspetti generali della normativa Pag I prodotti coinvolti Pag Le specifiche dei prodotti Pag Dichiarazione di conformità Pag Valutazione delle conformità Pag Autoregolamentazione Pag. 70 Capitolo V Ansaldo Energia: Applicazione delle normative Pag Ansaldo Energia: l azienda Pag Politica ambientale Pag Analisi del prodotto: il generatore Pag Rispetto delle normative europee Pag. 80 Conclusioni Pag. 82 Allegato: Checklist per Ansaldo Energia sulle normative Europee Pag. 83 Bibliografia Pag

7 Introduzione Il mio lavoro è nato dall interessamento alle nuove normative comunitarie che regolano la produzione nel rispetto dell ambiente. L inquinamento è un problema che va affrontato seriamente, quindi è importante l imposizione di regole precise. Il primo capitolo è un introduzione al modello di produzione ecologico e all Ecodesign, uno strumento orientato al futuro di un azienda che mira alla riduzione degli impatti ambientali dell intero ciclo di vita del prodotto grazie al miglioramento delle attività di produzione. Nel secondo capitolo viene analizzato il ciclo di vita del prodotto nelle sue diverse fasi: dalla scelta dei materiali allo smaltimento dei rifiuti industriali, dalla fabbricazione del prodotto fino al disassemblaggio ed eventuale riciclo. Il metodo utilizzato dalle aziende per stimare i carichi ambientali associati alle diverse fasi di un prodotto è la valutazione del ciclo di vita, più nota come LCA (Life Cycle Assessment). Nel terzo capitolo vengono esaminate le nuove normative ambientali riguardanti i prodotti che consumano energia emanate dalla Commissione Europea. Queste regolamentazioni individuano le sostanze pericolose e le modalità di smaltimento dei rifiuti e definiscono i procedimenti per ottimizzare l intero ciclo di vita del prodotto. Nel quarto capitolo viene analizzata l Eup, la più recente direttiva comunitaria riguardante la progettazione ecocompatibile dei prodotti che consumano energia. Questa normativa impone ai produttori l adozione di accorgimenti progettuali che migliorano il profilo ecologico della merce. Nel quinto capitolo viene studiato un caso reale: per verificare come le imprese affrontano il problema ambientale e interpretano l ecodesign ho preso come esempio l azienda Ansaldo Energia di Genova. Con gli Ingegneri Dalmut, Henry e Macciò si è discusso dell approccio gestionale e dell analisi produttiva, soffermando l attenzione sull applicazione e il rispetto delle nuove normative europee. Mi è stato illustrata la situazione dell azienda ed il lavoro effettuato verso il rispetto delle nuove direttive

8 Capitolo I Il significato di Ecodesign Capitolo I: Il significato di Ecodesign 1.1 Cos è l ecodesign? L Ecodesign è l integrazione degli aspetti ambientali nella fase di progettazione, che tiene conto di tutto il ciclo di vita del prodotto stesso dall acquisizione di materie prime al trattamento finale. La sillaba eco si riferisce sia ad economia che ecologia Esistono diversi termini per definire l'argomento: Design for Environment, ecodesign, progettazione sostenibile, Life Cycle Design... Ciò che accomuna questi termini é la relazione tra design ed ambiente. Dovremmo essere ormai tutti consci che il pianeta sul quale viviamo ha delle risorse limitate nel tempo e se continuiamo a sfruttarle con lo stesso ritmo, entro pochi anni saranno definitivamente esaurite. L'industria e i designers perciò devono iniziare da subito ad adottare nuovi parametri di riferimento per la produzione e la progettazione. Si parla sempre più spesso di economia sostenibile e di produzione sostenibile. L'idea é che le risorse disponibili devono essere sfruttate nel miglior modo possibile, riducendo gli sprechi e possibilmente utilizzandole in modo tale che possano essere rinnovate nel tempo. Le generazioni future dovranno avere a disposizione almeno le stesse risorse disponibili attualmente. L Ambiente Quando si discute di ambiente e dei suoi rischi, il riscaldamento globale costituisce una delle problematiche più rilevanti, ma vi sono numerosi altri aspetti come l esaurimento delle materie prime e il crescente consumo idrico. Il consumo d acqua non è un problema rilevante in molte località europee, ma è una questione cruciale in molti luoghi dove si producono - 8 -

9 Capitolo I Il significato di Ecodesign componenti elettronici: inquinamento idrico per componenti tossici e l eutrofizzazione rendono il quadro ancora più allarmante. Scarichi in atmosfera, fonte di smog fotochimico, piogge acide e diffusione di sostanze tossiche sono anch essi presenti in alcune regioni. Altri fenomeni rilevanti riguardano l inquinamento acustico, olfattivo e le radiazioni. Tutti questi impatti sull ambiente si generano durante l intero ciclo di vita del prodotto talvolta anche ripetutamente. Un impresa può prender parte anche ad una sola fase dell interno del ciclo di vita generale del prodotto: acquisizione materie prime, produzione di componenti, assemblaggio, distribuzione finale, uso del prodotto, eventuale riuso e riciclaggio, smaltimento ( o riciclaggio di materiali). Ad ogni modo il rapporto tra i fornitori a monte e clienti, consumatori e riciclatori potenziali a valle porta le singole imprese ad avere un influenza (indiretta), ed una responsabilità sull impatto ambientale lungo tutto il ciclo di vita. L EcoDesign è una questione di successo commerciale La presa di coscienza ambientale è collegata alla creatività e all innovazione. Adeguarsi alla legislazione conduce al rispetto della normativa, il che è positivo, ma anche ad un certo grado di burocrazia con scarso valore aggiunto. Scoprire i vantaggi commerciali legati ad una strategia di prodotto verde può essere invece il primo passo verso lo sviluppo di una strategia più propositiva, proattiva e quindi al passaggio da un approccio passivo ad uno più reattivo. L attenzione all ambiente porta anche alla creazione di un immagine positiva del proprio marchio, con una maggior visibilità sul mercato. La selezione dei fornitori da parte degli assemblatori sempre più spesso tiene conto del profile ambientale del fornitore. Con alcuni consumatori, attenti alla protezione dell ambiente e forse perfino coscienti che un prodotto verde è in molti casi più efficiente degli altri, Il verde si vende meglio. Numerosi Ecolabel sono stati istituiti per certificare e comunicare ai consumatori le particolari proprietà ambientali dei prodotti. Oltre alla loro maggior efficienza, i prodotti realizzati secondo l ecodesign soddisfano maggiormente il consumatore, sono più affidabili e di migliore qualità. Spesso si dice che le strategie ambientali sono troppo onerose per le imprese, ma in molti casi l ecodesign agevola la riduzione dei costi. Ad esempio la riduzione di consumo di materiali e di scarti nella produzione e la realizzazione di prodotti con minor consumo di energia sono tutti vantaggi diretti per il produttore; senza dimenticare la conseguente riduzione di rischi e la - 9 -

10 Capitolo I Il significato di Ecodesign motivazione degli impiegati. Seguire una strategia di ecodesign comporta anche uno sviluppo innovativo che manterrà i prodotti aggiornati e con un accresciuta efficienza. Infine l ecodesign rappresenta inoltre un approccio proattivo all adeguamento legislativo. I consumatori privati, vista l accresciuta sensibilità globale ai problemi ambientali, sono tra le forze principali che portano verso l ecodesign. Pur sussistendo alcune differenze da regione a regione la riduzione dell inquinamento è riconosciuta come una dei principali obbiettivi. Di conseguenza un immagine di attenzione all ambiente e apprezzata da molti. Vi è un gran numero di ecolabel provenienti da più paesi e destinati a differenti gruppi di prodotti. Alla fine del 2002 circa prodotti si fregiavano di un ecolabel nazionale o regionale o del fiore europeo. Gli ecolabel non sono importanti solo per i consumatori privati ma sono anche inseriti tra i criteri di scelta per un ampio settore degli appalti pubblici, dove le caratteristiche ambientali dei prodotti giocano un ruolo rilevante. Prezzo, funzionalità e servizi sono i principali elementi decisionali, ad ogni modo verde può essere un ulteriore argomento a favore di determinati prodotti. Alla domanda se erano disposti a spendere di più per avere dei prodotti non dannosi per l ambiente, 10% dei consumatori hanno risposto sicuramente sì, e un altro 53% è disponibile a pagare di più, secondo lo studio effettuato dall Agenzia Federale per l Ambiente. Questo non significa che i prodotti sviluppati con l ecodesign siano necessariamente più cari, possono al contrario essere più economici tenendo conto dei costi dell intero ciclo di vita. Un primo approccio all ecodesign può prendere inizio dall attenzione ai costi di realizzazione dei prodotti. Quanto dei vostri costi di produzione è connesso alle materie prime, alla componentistica, al consumo d energia e d acqua? Non è facile identificare questi valori per tutta la filiera ma, ad esempio per un produttore di circuiti stampati circa il 20-40% dei costi complessivi di produzione sono imputabili ai materiali ed al consumo energetico. La riduzione al minimo i materiali necessari per unità di prodotto porta ad una diminuzione dei costi e rende i prodotti più verdi. Un uso ridotto di sostanze chimiche e una minor varietà di componenti riducono i costi di logistica interna. Evitare l uso di sostanze pericolose nel ciclo produttivo porta ad una riduzione dei costi di trasporto interno, prodotti più piccoli significa meno imballaggi e l uso di prodotti riciclati può rivelarsi economico. Prodotti semplici, facili da assemblare ridurranno i costi di montaggio e faciliteranno il riuso,la riparazione ed il loro riciclaggio

11 Capitolo I Il significato di Ecodesign I consumatori industriali sono un ulteriore stimolo all ecodesign, in particolare i soggetti con dimensione globale dotati di una politica ambientale possono avere un forte impatto sui loro fornitori. Come requisito minimo possono infatti richiedere ai loro fornitori l uso di principi di gestione ambientale. Inoltre un profilo dei materiali impiegati nella realizzazione dei prodotti da parte dei fornitori è spesso richiesto, con un dettaglio che spazia da una lista di controllo ad una completa dichiarazione dei materiali impiegati. Di conseguenza essere un fornitore verde può essere un argomento decisivo per diventare il fornitore di una grande industria globale. Un ulteriore vantaggio connesso all uso dell ecodesign è quello di cambiare la prospettiva di prodotto. La definizione di un prodotto che tenga conto dell aspetto ambientale può portare ad un approccio nuovo e altamente innovativo. L analisi ambientale di un prodotto porta ad una maggior conoscenza della composizione e del funzionamento dei suoi componenti e della sua filiera. Una buona gestione della filiera è un prerequisito per un prodotto di altà qualità. Perché concentrarsi sulla progettazione vale a dire design? L approccio tradizionale alla protezione dell ambiente si basa sulla prevenzione dell inquinamento o la gestione dei rifiuti, ma queste strategie si basano sulla riduzione o l annullamento dell impatto ambientale senza considerare la progettazione del prodotto. Per riprendere una metafora medica, l approccio tradizionale cura i sintomi senza considerare le cause della malattia. L ecodesign si concentra su una fase iniziale della catena di valore aggiunto: il processo di sviluppo del prodotto. La filosofia è di progettare gli impatti ambientali al di fuori del prodotto e del processi di fabbricazione. Nonostante la progettazione di per sé sia un processo pulito, determina la maggior parte degli impatti ambientali collegati al prodotto. Una volta che la progettazione generale è stata completata le tecnologie produttive identificate restano solo possibilità marginali per il miglioramento dell efficienza e le possibilità di riduzione delle emissione sono limitate a misure correttive. Inoltre anche le più sofisticate tecnologie di riciclaggio debbono confrontarsi con quanto è stato deciso in fase di progettazione

12 Capitolo I Il significato di Ecodesign In totale circa l 80% di tutti gli impatti ambientali connessi al prodotto sono determinati dalla fase di progettazione. La situazione è la medesima per quanto riguarda i costi complessivi del ciclo di vita. Di conseguenza è di grande importanza considerare gli aspetti ambientali ed economici fin dall inizio quale parte integrante della progettazione del prodotto. Lo sviluppo sostenibile Non é sufficiente progettare e produrre prodotti industriali "ecologici". La produzione degli stessi deve essere sostenibile, ma come può essere materialmente realizzata una produzione che rispetti i parametri dello sviluppo sostenibile? Lo sviluppo che soddisfa i bisogni attuali, senza compromettere la possibilità delle future generazioni di soddisfare i loro bisogni, é definito come sviluppo sostenibile. Un progetto interessante é stato realizzato grazie ad un'idea di Günter Pauli e dello Zero Emission Research Institute (ZERI) in Namibia: Pauli e lo ZERI hanno dimostrato come sia possibile "chiudere il ciclo" della produzione industriale, trasformando ciò che é scarto per un ciclo produttivo in risorsa per un altro ciclo. In questo caso lo scarto industriale é quasi nullo. 1.2 Progettare nel rispetto dell'ambiente: Life Cycle Design I designers hanno un ruolo fondamentale nello scenario della produzione sostenibile. Possono indicare all'azienda la strada migliore per giungere ad un prodotto "ecologico". Life Cycle Design é una metodologia di progettazione che tiene conto degli impatti che il prodotto industriale ha in tutte le fasi del ciclo di vita del prodotto. Progettare per l ambiente vuol dire ridurre l impatto ambientale di un prodotto industriale all interno del suo ciclo di vita: dalla produzione, all imballaggio, alla distribuzione e all installazione, fino all uso e disposizione finale del prodotto alla fine del ciclo vitale

13 Capitolo I Il significato di Ecodesign Il ciclo di vita di un prodotto Il ciclo di vita di un prodotto industriale può essere schematizzato nelle seguenti fasi: 1)raccolta e preparazione delle materie prime; 2)produzione e assemblaggio; 3)imballaggio e spedizione (logistica); 4)utilizzazione del prodotto da parte dell utente finale; 5)disposizione (eliminazione), rinnovo del prodotto e recupero dei materiali e dei componenti. Alla fine di questa prima vita del prodotto, tramite il recupero dei materiali e dei componenti (che vengono sostituiti nel prodotto durante il rinnovo), può cominciare un secondo ciclo di vita del prodotto. La filosofia dei 6 R é la strategia principale per minimizzare l'impatto ambientale e ridurre i rifiuti: 1. Ripensare il prodotto e le sue funzioni, ad esempio il prodotto potrebbe essere usato in modo più efficace. 2. Ridurre il consumo di energia e di materiale nell arco del ciclo di vita di un prodotto. 3. Rimpiazzare le sostanze nocive con alternative maggiormente ecocompatibili. 4. Riciclare. Preferire materiali che possono essere riciclati, e costruire il prodotto in modo che possa essere smontato facilmente per essere riciclato. 5. Riutilizzare. Progettare il prodotto in modo che le sue parti possano essere riusate. 6. Riparare. Costruire un prodotto facile da riparare in modo che non debba essere presto sostituito. Perché progettare per l ambiente? Quali motivi dovrebbero spingerci a progettare tendo conto dell impatto ambientale dei prodotti? Perché ha senso per il designer progettare prodotti ecocompatibili e per le aziende sviluppare prodotti ecoefficienti? Perché l'azienda dovrebbe preoccuparsi di produrre prodotti che siano sostenibili o "ecologici"? Competenza ambientale: competenza ed esperienza nel campo ambientale diventeranno nel prossimo futuro elementi chiave di concorrenza tra le aziende.se oggi la concorrenza avviene sul piano della qualità, ormai già domani si svolgerà sul

14 Capitolo I Il significato di Ecodesign piano della competenza ambientale. Un approccio attivo al problema ambientale farà risparmiare investimenti molto onerosi che invece dovranno essere fatti se l'azienda decide di agire in altro modo. I costi energetici di produzione: processi di produzione ad alto consumo energetico saranno un ricordo nel prossimo futuro. I costi per processare i rifiuti nelle discariche e negli inceneritori sono destinati ad aumentare notevolmente. Diventa sempre più difficile trovare lo spazio fisico e psicologico per nuove discariche ed inceneritori. Nuovi strumenti economici dovuti alla gestione dei rifiuti, permessi per lavorazioni pericolose, tasse sui rifiuti, rendono auspicabile un orientamento alla produzione sostenibile. Esistono delle agevolazioni per le aziende che si assumono delle responsabilità. L obbligo di fornire informazioni (ambientali) sui prodotti. Il rispetto delle normative: l International Standard Organization (ISO) ha pubblicato una normativa internazionale (ISO 14000) che riguarda il tema ambientale; altre organizzazioni internazionali stanno sviluppando normative a questo proposito. Le normative già in atto e quelle in fase di studio in materia legale riguardano standards qualitativi minimi, limitazioni nell uso e nella disposizione (eliminazione) di sostanze nocive e tossiche, marchi di qualità ecologica (Blue Angel, Grüne Punkt). L inquinatore paga. Già oggi (con la "carbon tax") e sempre più in futuro verrà richiesto che le aziende produttrici paghino i costi ambientali. Ormai quasi tutti i paesi industrializzati si stanno muovendo verso una legislazione che sposti sui produttori le responsabilità dell impatto ambientale. Già attualmente, in alcune nazioni europee i produttori di beni di largo consumo sono obbligati a riciclare e raccogliere imballi. Le normative che riguardano i temi ambientali diventano di giorno in giorno sempre più stringenti. L opinione pubblica ha sempre una maggiore rilevanza. Dal mercato arrivano richieste di prodotti ecocompatibili: i consumatori sono sempre più attenti alla problematica ambientale e propensi ad acquistare un prodotto che ne tenga conto. Il cliente chiede sempre più spesso prodotti puliti : si rende conto che é meglio vivere sani in un mondo pulito. Chi lavora all interno dell azienda preferisce lavorare in un ambiente salutare, in un azienda responsabile per l ambiente (Environmental Responsible Company)

15 Capitolo I Il significato di Ecodesign Il designer é quindi nella posizione ideale per influire positivamente sul ciclo di vita di un prodotto, eliminando, almeno in parte, i fattori di inquinamento alla radice. Si sta passando quindi da una fase produttiva nella quale si rimediava all inquinamento alla fine del ciclo produttivo (es. marmitta catalitica) ad una nuova visione del problema, dove si previene il problema eliminando le cause dell inquinamento all inizio del ciclo (progettare automobili che funzionano ad idrogeno ed emettono ossigeno quale gas di scarico )

16 Capitolo II Il ciclo di vita di un prodotto Capitolo II: Il ciclo di vita di un prodotto 2.1 Strumenti di progettazione I principi base della progettazione ecologica sono: progettare l'efficienza energetica, gestire i residui di lavorazione, scegliere adeguatamente i materiali, evitare le sostanze tossiche. E' importante notare come la progettazione per l'ambiente o Design for Environment (DFE) sia una fase del processo progettuale a largo spettro, che attraversa trasversalmente molte fasi del progetto. Nella fase di definizione del prodotto avviene la scelta dei materiali e dei processi produttivi: qui il DFE dovrebbe essere inserito nei processi decisionali. La gestione dei materiali é cruciale, anche se purtroppo il designer non sempre ha la libertà di azione necessaria per guidare l'azienda su queste scelte. 2.2 Strategie, Strumenti e Metodologie per l Ecodesign Il primo passo nell ecodesign necessita in primo luogo di una mente attenta ed indagatrice. Bisogna riflettere sugli elementi di base del prodotto cercando di comprendere i principali problemi ambientali connessi all elettronica, fornendo una prima risposta approssimativa su gli aspetti ambientalmente più significativi del prodotto, sui quali concentrare la strategia di ecoprogettazione. Le domande da porsi sono le seguenti: Quale è il principale uso o applicazione del prodotto?

17 Capitolo II Il ciclo di vita di un prodotto Quali sono la più probabile modalità d uso? Qual è la speranza di vita prevista e quella abituale? Chi è l utilizzatore? Da commerciale a commerciale (B2B) o da commerciale a consumatore (B2C)? Qual è la dimensione del prodotto? Si può rispondere a queste domande se si ha un idea di prodotto in mente, ma cosa ci diranno le risposte? Alcuni esempi: Il prodotto ha una speranza di vita di molti anni, è acceso per molte ore o fino a 24 ore al giorno? Se si, il consumo e l efficienza durante la fase d uso rivestirà un aspetto rilevante. Una maggiore efficienza energetica potrà facilmente compensare un consumo aggiuntivo nella fase di produzione (ad esempio componenti più efficienti, più intelligenza nei componenti, determinano un risparmio energetico durante l uso). Se il prodotto è piccolo e rivolto ai consumatori è probabile che verrà smaltito nei rifiuti domestici urbani. Di conseguenza i materiali di valore non verranno recuperati e i materiali pericolosi creeranno problemi nello smaltimento. Un adeguata strategia di ecodesign dovrà concentrarsi nella massima riduzione dei materiali contenuti nel prodotto con un pesante fardello ecologico in quanto non sempre riciclabili o di materiali pericolosi che possono provocare ulteriori spese e difficoltà nei processi di trattamento. Se il prodotto è voluminoso, come l elettrodomestico bianco, o venduto a clienti commerciali, vi è una possibilità maggiore che i prodotti siano riutilizzati e riciclati, Quindi una progettazione attenta alla facilità di riparazione, disassemblaggio e riciclaggio appare sensata. Avendo raggiunto una prima impressione ambientale del prodotto, è giunto il momento di identificare chiare responsabilità. Non vi è un singolo ecoprogettista in un azienda richiedendo l ecodesign un approccio di lavoro di squadra interdisciplinare. Vi sono quindi differenti ingressi per l ecodesign in un azienda, vengono qui elencati riferendosi ai dipartimenti tipici di un azienda:

18 Capitolo II Il ciclo di vita di un prodotto L approvvigionamento è responsabile per la selezione dei fornitori, per componenti che possono contenere meno sostanze pericolose Il marketing può identificare le opportunità di mercato del verde vende meglio e comunicare gli sforzi verdi dell azienda. Ricerca e Sviluppo possono adoperare l aspetto ambientale quale piattaforma creativa per sviluppare nuove innovazioni e identificare il potenziale per miglioramento dell efficienza. Se il progettista tradizionale o la squadra di progettazione lavora già in modo interdisciplinare, la prestazione ambientale diverrà solo un ulteriore criterio di decisione da integrare nel lavoro quotidiano. Ambiente, Salute e Sicurezza (EHS) con le sue valutazioni sulle problematiche ambientali potrà fornire un contributo diretto dal punto di vista ecologico Il Quality manager opera per migliorare i prodotti una perfetta integrazione con l ecodesign! Non esiste un ricettario per l ecodesign perché l ecodesign richiede creatività ed innovazione, ma ISO/TR 14062:2002 fornisce le linee guide per l integrazione dell ecodesign all interno dei processi di sviluppo prodotto. La tabella seguente riassume le tappe del processo di progettazione e la selezione di adeguate misure per l ecodesign (adattate da ISO/TR 14062:2002)

19 Capitolo II Il ciclo di vita di un prodotto Il Processo di sviluppo prodotto e le relative attività di Ecodesign Fase (1) Pianificazione Attività di EcoDesign Chiarire: qual è l idea di prodotto? quali sono le priorità (economiche, tecnologiche, ecologiche) per questo prodotto? Si tratta di un prodotto completamente nuovo od il miglioramento di un prodotto esistente; quando si prevede il miglioramento di un prodotto, la generazione di prodotto precedente può svolgere una funzione di riferimento (benchmark) Qual è la strategia ambientale complessiva dell azienda? Quali attività di ecodesign posso essere già attuate? adoperate le sovrapposizioni con i sistemi di gestione ambientale Si tenga conto dell ambito commerciale: necessità del mercato e dei clienti, legislazione, ecolabel previsti, nicchie di mercato, prodotti della concorrenza, (2) Concettuale Integrare gli aspetti dell ecodesign al momento della definizione degli aspetti progettuali (criteri hard e soft) Controllare la fattibilità (Tecnologica, finanziaria) Linee guida di riferimento, liste di controllo, ecc... per perfezionare le specifiche Comunicare con le catene di fornitori (3) Progettazione dettagliata Applicare gli strumenti di Ecodesign e le relative banche dati Trovare alternative per I materiali problematici Sviluppare scenari di ciclo di vita pe runa migliore comprensione del prodotto. Progettare per assemblare/disassemblare (4) Prova/ Prototipo Raffronto con la generazione precedente del prodotto Obbiettivi raggiunti? (5) Lancio sul mercato Comunicare il livello di eccellenza del vostro prodotto (specifici gruppi di clienti) Comunicare le caratteristiche collegate: qualità, costi del ciclo di vita Accrescere l attenzione tra i consumatori (6) Revisione del prodotto Valutare il successo del prodotto (quali argomentazione hanno realmente faccio breccia nel consumatore?) identificare ulteriori miglioramenti per la prossima generazione di prodotti quali sono le prossime innovazioni (internamente o sul mercato)? Cosa stanno facendo i concorrenti?

20 Capitolo II Il ciclo di vita di un prodotto Strumenti di base per l Ecodesign sono le liste di controllo. Le liste di controllo forniscono indicazioni su dove concentrarsi e cosa fare, aiutano a cominciare pensare ad alcuni aspetti ambientali e a non dimenticarne di significativi. Controlli ripetuti possono anche fornire direttrici per il miglioramento. Alcune domande all interno di queste liste di controllo possono apparire semplici, ma possono condurre alle basi elementari del prodotto ambientalmente compatibile. Queste domande possono essere: Il vostro prodotto possiede dispositivi di risparmio energetico? Motivate i vostri clienti a ridurre gli stand-by inutili? I vostri dispositivi di riduzione dei consumi sono al meglio delle conoscenze esistenti e facili da adoperare? L arte dell Ecodesign di queste domande non è rispondere per si o per no ma di cominciare a pensare come tramutare la prossima volta ogni no in un si. Altre domande, ad esempio riguardo i materiali contenuti nel vostro prodotto, aiutano a capire quanto realmente conoscete del vostro prodotto. Sapere di più del vostro prodotto è la base per la qualità e la ricerca dei miglioramenti da applicarvi. Le certificazioni sui materiali al giorno d oggi cominci ad essere un requisito minimo della catena dei fornitori. Vi sono differenti livelli di certificazioni di materiali che vanno dalle liste negative, le così dette liste nere o le dichiarazioni di conformità alle dichiarazioni complete 100%. Tutte le aziende elettriche ed elettroniche che forniscono i principali OEM devono, o presto dovranno fornire certificazioni sui materiali. Il tenere aggiornate le proprie banche dati solo per soddisfare le certificazioni sui materiali da fornire ai clienti non permette di fruire pienamente di questa risorsa. Una strategia intelligente prevede l uso di queste banche dati come basi per l ecodesign, permettendo quindi un notevole effetto sinergico. Inoltre le PMI adeguatamente preparate beneficeranno di un applicazione e gestione proattiva delle certificazioni sui materiali essendo preparate a soddisfare i prossimi requisiti e usufruendo di una maggiore sicurezza legislativa. Una strategia di base dell ecodesign prevede la messa in opera di una classifica delle Liste di sostanze (Bill of Substances BOS) derivata dalla lista dei materiali (Bill of Materials (BOM) e adoperando adeguati indicatori ambientali. Tali indicatori possono essere l energia primaria

21 Capitolo II Il ciclo di vita di un prodotto consumata, l energia consumata per l acquisizione delle materie prime, dati relativi alla valutazione del ciclo di vita (ad esempio, eco-indicator 99" cifra che racchiude l impatto ambientale in un unico valore), o valori di tossicità. A secondo degli obbiettivi di applicazione dell ecodesign (quale aspetto ambientale è per voi il più rilevante?)il prodotto può essere ottimizzato in relazione a questi indicatori. Nel caso in cui la certificazione sui materiali renda i materiali comparabili solo da un punto di vista del peso, gli indicatori di controllo ambientale permettono di comparar egli impatti ambientali potenziali. Infine, e cosa anche più importante dell aver definito come applicare gli indicatori, avrete imparato a guardare al vostro prodotto da un nuovo punto di vista, che vi porterà la volta seguente a non avere più bisogno di strumenti di controllo per identificare i punti critici ambientali. Ad ogni modo non dovete dimenticare che spesso un indicatore unico non comprende tutti gli aspetti ambientali e quindi non può rappresentare il ciclo di vita nel suo insieme. Un approccio differente, che mappa la relazione tra fasi del ciclo di vita, aspetti ambientali e altre problematiche quali le richieste dei clienti e commerciali, e costituito dalla matrice MET sviluppata da H. Brezet e al. Si tratta di una tabella che riporta le fasi del ciclo di vita: produzione e forniture di materiali e componenti, lavorazioni finali del prodotto, distribuzione ai clienti, uso del prodotto e fine ciclo di vita. Una dichiarazione riguardo il ciclo dei materiali (M), il consumo energetico (E), le emissioni tossiche (T) è assegnato per ogni fase. Una volta valutati gli aspetti ambientali delle opzioni nella progettazione del prodotto, è importante collegare questa valutazione ad altri elementi elementari, quali i benefici commerciali ed ai clienti, gli aspetti sociali, tecnici e finanziari

22 Capitolo II Il ciclo di vita di un prodotto 2.3 Principi base della progettazione ecologica Per fare in modo che la produzione avvenga rispettando le norme ambientali è necessario: progettare funzioni alternative e de-materializzare il prodotto; prolungare la durata del prodotto o il servizio e le funzioni; chiudere il ciclo di vita del prodotto; aumentare l efficienza energetica; ridurre l impatto ambientale; migliorare la logistica e la distribuzione del prodotto. Gli strumenti a disposizione del progettista sono molti ed eterogenei, tra i più interessanti: progettazione per il riciclo (Design for recycling); progettazione per l'assemblaggio/disassemblaggio (Design for Disassembly); progettazione della manutenzione (Design for remanufacture); progettazione dell efficienza energetica (Design for energy efficiency). 2.4 Progettare l'efficienza energetica L'interesse per l'efficienza energetica é duplice. Da una parte é utile migliorare l'efficienza energetica del prodotto di per sé, dall'altra sono interessanti le conseguenze dirette di ciò: la scelta della sorgente energetica più benigna per l'ambiente. Bisogna inoltre bilanciare l'efficienza energetica con le considerazioni sull'uso di sostanze tossiche, per esempio nelle lampade a risparmio energetico che contengono vapori di mercurio: qual é la priorità da rispettare? Considerando l'efficienza dei processi produttivi é possibile tenere sotto controllo l'uso dell'energia consumata per far funzionare gli impianti di condizionamento, ventilazione,

23 Capitolo II Il ciclo di vita di un prodotto riscaldamento, illuminazione; é possibile sfruttare l'energia residua dei processi produttivi od ottimizzare l'uso dell'energia tramite sistemi di controllo computerizzato (intelligent building managment). Risulta decisamente interessante ridurre i consumi anche alla luce delle nuove tasse che l'unione Europea e Olanda pensano di imporre sull'uso dell'energia per la produzione industriale. 2.5 Gestione dei residui di lavorazione Si possono fornire delle indicazioni utili alla riduzione dei residui di lavorazione. La soluzione ideale é arrivare a considerare gli scarti non come rifiuti, ma piuttosto come risorse per altri cicli di produzione; per giungere a questa situazione é utile : eliminare flussi di residui contenenti sostanze che sono regolamentate utilizzate (come i CFC, alogenuri e PCB) o che lo saranno in breve tempo; minimizzare l'uso di acqua deionizzata, la cui produzione richiede molta energia; evitare di introdurre nuovi flussi verso di residui l'ambiente che richiedano permessi per lo smaltimento controllato o la dismissione in discariche lontane; eliminare o comunque minimizzare flussi di residui contenenti sostanze tossiche; rivedere il layout della fabbrica e il percorso di lavorazione per eliminare o minimizzare tutte le fasi di pulitura non necessarie; rimpiazzare con solventi a base acquosa tutti i processi che utilizzano altri solventi (organici); rimpiazzare con sostanze chimiche non volatili tutti i processi che utilizzano sostanze chimiche volatili; verificare se é possibile eliminare completamente l'uso dei solventi volatili (esistono inchiostri e vernici senza solventi); ridurre dove possibile le temperature di lavorazione. Il risultato sarà una riduzione delle richieste energetiche e delle particelle volatili;

24 Capitolo II Il ciclo di vita di un prodotto evitare di usare metalli pesanti come catalizzatori, e sostituirli con sostanze chimiche ecologiche. 2.6 La scelta dei materiali I processi di riciclo possono fornire quantità adeguate di materia seconda (riciclata). Spesso però il maggiore freno nell'uso di materia riciclata deriva dallo specificare materiale vergine per la produzione. Sarebbe più corretto invece specificare le caratteristiche prestazionali del materiale, che spesso possono essere ottenute dal riciclato. Si può inoltre richiedere ai fornitori che una percentuale della materia fornita derivi da scarti riciclati (post consumer). Indicazioni per la selezione dei materiali: Alcuni materiali che, a livello di materia prima non hanno problemi di tossicità e che sono presenti in quantità ampie: Al, BR, C, Fe, H, Mn, N, O, S, Si e Ti. Altre sostanze chimiche invece presentano problemi di tossicità e non sono particolarmente abbondanti: Ag, As, An, Cd, Cl, Cr, Hg, Ni, Pb e tutti i prodotti derivati dal petrolio Rame, Nickel e Zinco per ora sono ancora materiali disponibili e soprattutto a basso costo, ma tra qualche tempo potrebbero rientrare tra quelli poco abbondanti. E possibile dare alcune indicazioni per la scelta dei materiali: scegliere materiali abbondanti in natura, non tossici, non soggetti a particolari restrizioni nell uso. Se non é possibile evitare l uso di sostanze tossiche, ridurne la quantità e cercare di produrle in loco piuttosto che trasportarle da altrove; scegliere materiali naturali piuttosto che sintetici; progettare in modo da ridurre al minimo l utilizzo di materie prime nel prodotto, processi e manutenzione;

25 Capitolo II Il ciclo di vita di un prodotto procurarsi la maggior parte delle materie dai canali di riciclo (materie seconde) Pensando alla fase di riciclo, viene suggerito di utilizzare materiali compatibili tra di loro, in modo tale che sia possibile riciclarli insieme, eventualmente senza che sia necessaria una separazione fisica. La scelta di materiali tra di loro sintonici (compatibili) consiste, ad esempio, nella selezione di polimeri stirenici (polistirene o polistirolo espanso, PS antiurto, PS rigido ad alta densità) che risultano compatibili con gomma, PPE, ABS, SAN. Alcune indicazioni riguardano all uso dei materiali e allo loro scelta suggeriscono di eliminare le sostanze nocive dai cicli produttivi (cicli di produzioni puliti) e di sfruttare i materiali riciclati e facilmente riciclabili. E auspicabile rivedere degli scenari della materia, nei quali la qualità della durata sia l elemento più importante. La durata di un materiale però non é da intendere solo fisicamente, ma anche sotto l aspetto psicologico, la durata del materiale al passare delle mode. In questa ottica si possono prevedere tre scenari di sviluppo sostenibile, che si fondano rispettivamente sulla minimizzazione, sul riuso e sulla rinnovabilità delle risorse. a) Minimizzazione: monomateria o riduzione delle dimensioni con aumento delle prestazioni strutturali o riduzione dei consumi (energy efficiency e plurifunzionalità dei materiali); b) Riuso: trovare una ragione che giustifichi il riciclo ( ragione estetica, culturale, tecnica) o progettare l identità del materiale, la sua dignità; c) Risorse rinnovabili: scarti e rifiuti di altri processi produttivi possono diventare le risorse per un nuovo ciclo produttivo (> Zeri / G.Pauli); anziché consumare delle materie vergini. Prioritaria é l ottimizzazione del ciclo di vita del materiale (produzione e dismissione) Una larga parte dei materiali, per sostenere lo sviluppo attuale può provenire da risorse facilmente rinnovabili secondo percorsi risorsa-materia-rifiuti. Materiali intenzionalmente dissipativi Molti prodotti sono pensati per essere usa-e-getta (dissipativi), cioè utilizzati e rilasciati nell ambiente senza possibilità di recupero (lubrificanti, pesticidi, prodotti per la pulizia e l igiene). Bisogna cercare di ridurre il volume del prodotto e del suo imballo, ad esempio attraverso la distribuzione di prodotti sotto forma di concentrati. E auspicabile che i prodotti

26 Capitolo II Il ciclo di vita di un prodotto liquidi che rientrino in questa categoria sia biodegradabili e benigni per l ambiente in genere. In alcuni casi é possibili ridurre o anche evitare la dispersione di queste sostanze. I lubrificanti possono lavorare entro camere stagne di lubrificazione. Uso di materiali riciclati La selezione dei materiali da utilizzare per la produzione del prodotto é fondamentale per ridurre a monte i problemi, ma non é sufficiente per assicurarne l ecologicità. La durabilità é infatti il tema più importante dell ecodesign. Un metodo per mettere in opera questo concetto consiste nel rendere il prodotto variabile nel tempo, cioè far in modo che possa subire l evoluzione temporale (di moda ma anche di consumo ed usura fisica) adattandosi e modificandosi nell aspetto (e nell uso) senza perdere valore. La vita utile dei prodotti di massa può essere allungata anche attribuendo al prodotto delle valenze estetiche e psicologiche particolari, che inducano l utente a non disfarsene. Le sostanze tossiche Evitare le sostanze tossiche, per quanto possibile. Considerare la sostituzione con altri materiali che abbiano un comportamento più benevolo nel confronto dell ambiente (tra le quali anche i problemi legati all eliminazione di queste sostanze tossiche). Cercare di anticipare, nelle scelte, future restrizioni sull uso dei materiali (p. es. i materiali a base di cloro, come i CFC, sono a rischio). 2.7 La dismissione dei prodotti industriali La dismissione dei prodotti é la fase chiave del riciclo. Può essere realizzata, in ordine di preferenza ambientale, tramite: a) riutilizzo e manutenzione (remanufacturing) del prodotto, tramite pulizia e upgrading;

27 Capitolo II Il ciclo di vita di un prodotto b) recupero dei materiali e dei componenti, per essere utilizzati in altri processi produttivi; c) riciclo meccanico o chimico dei materiali per ottenere della materia seconda utile per un nuovo ciclo produttivo. Bisogna pensare alla vita utile dei vari componenti del prodotto, in modo tale da prevedere la possibilità di sostituire i componenti con vita breve e mantenere invece quelli con vita prolungata Nel caso del riciclo, i materiali possono subire una decomposizione biochimica per compostaggio. E il caso delle nuove plastiche a base di amido che sono biodegradabili. Se i materiali non sono utilizzabili in altro modo può essere prevista l opzione della valorizzazione energetica: i materiali vengono utilizzati per produrre energia termica per combustione. 2.8 Progettare per il riciclo (Design for Recycling) Questo campo del design si é sviluppato soprattutto nel campo delle materie plastiche, ma é applicabile a tutti i materiali. Le linee guida per una corretta progettazione per il riciclo: Architettura del prodotto: facile disassemblamento e riassemblamento (per facilitare il rinnovo del prodotto), riduzione dei componenti, e degli elementi di connessione; Scelta dei materiali: riduzione della varietà dei materiali, uso di materiali compatibili tra di loro nella fase del riciclo; inoltre non devono contenere sostanze tossiche pericolose se rilasciate all interno di discariche o inceneritori. Quando si progetta il riciclo di un prodotto industriale é possibile organizzare una gerarchia di priorità nelle operazioni di riciclaggio: ha senso riciclare solo se i costi in termini di energia, risorse ambientali e lavorazioni sono tali che é preferibile il riciclo alla discarica. A monte delle operazioni di riciclo bisogna sempre porre una riduzione della quantità di materia utilizzata nella produzione

28 Capitolo II Il ciclo di vita di un prodotto La manutenzione (manutenzione e remanufacturing) del prodotto é sicuramente l operazione che ha la priorità più alta dal punto di vista ecologico nella fase di riciclaggio. Se non é possibile eseguire la manutenzione, si può, in ordine di priorità, riciclare o riutilizzare i componenti, riciclare i materiali e le sostanze che compongono il prodotto stesso. Come ultimo gradino della gerarchia si può ipotizzare di incenerire i materiali componenti per la produzione di energia. La riduzione dell assortimento e della varietà dei materiali utilizzati facilita il riclaggio. Tra i fattori che riducono notevolmente la possibilità del riciclo completo possono essere compresi l uso di sostanze tossiche e pericolose, di materiali dissimili saldati o incollati tra di loro (rientrano in questa categoria rivestimenti di metallo con plastiche, ad esempio). Bisogna distinguere tra i concetti di riciclo a ciclo chiuso o riciclo a ciclo aperto. Nel primo caso, i residui della produzione vengono utilizzati per la realizzazione dello stesso prodotto originario all interno del ciclo produttivo. Questa organizzazione del ciclo permette chiaramente un risparmio di energia (trasporto) e un controllo qualitativo dei materiali utilizzati. Il materiale virtualmente non esce dalla fabbrica. In questo caso si parla di preconsumer waste (materiale riciclato che non é passato attraverso le mani dell utente). Nel caso del ciclo aperto invece gli scarti vengono utilizzati per la realizzazione di altri prodotti, e si parla di riciclo a cascata poiché i materiali vengono riutilizzati in altri processi produttivi. Per ridurre al minimo gli elementi che rendono difficile il riciclo del prodotto, bisogna evitare per quanto possibile l utilizzo di: Vernici rivestimenti metallici etichette di carta o di metallo adesivi e altri tipi di collegamenti permanenti con materiali inquinanti o inibitori inchiostri inquinanti (contenenti metalli pesanti) altri polimeri con lo stesso peso specifico all interno dello stesso prodotto, che rendono difficile la separazione dei componenti

29 Capitolo II Il ciclo di vita di un prodotto 2.9 Progettare per il disassemblaggio e il recupero (Design for Disassembly / Recovery) Le norme legislative in fase di attuazione in Italia ed all'estero riguardanti l'ambiente e i processi industriali (ad esempio la normativa ISO 14000) prevedono che i prodotti siano progettati in modo tale da facilitare il riciclo alla fine della vita utile del prodotto. Il facile disassemblaggio del prodotto é una strategia che persegue questo obiettivo. Di grande importanza é fornire informazioni sul riciclo all utente finale per mezzo di istruzioni d uso e di disposizione alla fine del ciclo di vita. Può essere stabilita una gerarchia del disassemblaggio, utile in fase di progettazione: disassemblaggio di componenti per la manutenzione disassemblaggio di componenti riutilizzabili in nuovi prodotti (con parti nuove e vecchie) separazione dei diversi materiali finalizzate al riciclo disassemblaggio dei componenti che dovranno subire una bonifica dopo la dismissione Per ciò che riguarda i materiali si può suggerire di: ridurre la varietà dei materiali e utilizzare materiali compatibili ed omogenei tra di loro; le parti che non possono essere separate devono essere dello stesso materiale; marchiare tutti i materiali per facile identificazione (utilizzare colori per pezzi di piccole dimensioni non facilmente marchiabili); utilizzare materiali riciclati; evitare di contaminare i materiali con inserti non rimovibili ed eliminare e ridurre finiture con vernici, smalti, metallizzazioni, ecc., difficilmente rimovibili; assicurarsi della compatibilità dell'inchiostro usato per stampare sui componenti (ai fini del riciclo); utilizzare adesivi e vernici a base di acqua; le parti che contengono materiali pericolosi devono essere facilmente identificabili: eliminare materiali tossici e pericolosi;

30 Capitolo II Il ciclo di vita di un prodotto evitare materiali compositi: sono difficilmente separabili e quindi riciclabili; scegliere il materiale accuratamente per lo scopo a cui é destinato il prodotto, sfruttando al meglio le sue caratteristiche; utilizzare con parsimonia i coloranti nella plastica; facilitare la separazione tra pezzi di colore diverso; Per ciò che riguarda le connessioni si può suggerire di: ridurre al minimo le operazioni necessarie di assemblaggio e disassemblaggio; progettare il prodotto per uno smontaggio veloce: ridurre il numero di utensili richiesti per lo smontaggio; tenere presente il metodo che verrà utilizzato per recuperare i componenti e materiali contenuti nel prodotto (disassemblamento, riciclo dei materiali, ecc.); ridurre al minimo la quantità di fasteners semplificare e standardizzare l accoppiamento delle parti, per esempio tramite snapfitting; gli snap-fit devono essere posizionati con logica e smontabili con utensili standard, utilizzando fasteners di materiale compatibile con le parti connesse si può evitare di smontarli; in alternativa allo smontaggio dei fasteners, si può prevedere anche di avere connessioni a rottura ; facilitare la separazione tra parti in materiali incompatibili eliminare i collanti, se questi non sono compatibili con i componenti: evitare di contaminare i materiali; ridurre al minimo il numero e la lunghezza delle connessioni elettriche tramite cavi; identificare i punti di separazione tra le parti in modo da facilitare la separazione, avendo cura che la separazione non possa avvenire accidentalmente; prevedere il disassemblaggio non distruttivo (nel caso di rinnovo del prodotto e separazione dei componenti). A proposito della struttura del prodotto si consiglia di: ridurre il numero dei componenti e delle parti. Meno componenti e substrutture da assemblare e disassemblare ci sono, minore sarà il tempo necessario per queste operazioni. Questo accorgimento consente quindi una riduzione dei costi di manutenzione. La riduzione della varietà delle parti tramite l uso di componenti